浅谈污水处理

【摘 要】如今环境污染日益严重,淡水资源的缺乏引人深思,我们不仅要节约用水,更要重视污水的处理和循环再利用.以高分子分离膜为代表的膜分离技术是一种新型、高效、环保的流体分离单元操作技术，反渗透技术近年来在国内应用最成功、发展最快、普及最广。本文对应用反渗透技术处理污水后作为循环水补充水进行了研究。 

【关键词】水资源；污水处理；循环水；反渗透技术 

　　现今社会我们最关注的就是环境问题,可是,人类为了自身的利益,把地球破坏得体无完肤.各大环境问题频频出现,水污染日益严重,污水的处理已经迫在眉睫,循环水的利用还不是很全面,因此,我们加大对水资源的关注力度. 

　　水是地球上最丰富的一种化合物。全球约有四分之三的面积覆盖着水，地球上的水总体积约有13亿8600万千米立方，其中96.5%分布在海洋，淡水只有3500千米立方左右。若扣除无法取用的冰川和高山顶上的冰冠，以及分布在盐碱湖和内海的水量，陆地上淡水湖和河流的水量不到地球总水量的1%。 

　　在这种淡水资源紧缺的情况下,我们不仅要节约用水,更要重视污水的处理和循环水的利用.以高分子分离膜为代表的膜分离技术是一种新型、高效、环保的流体分离单元操作技术，反渗透技术近年来在国内应用最成功、发展最快、普及最广。反渗透技术的原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来.由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）.反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。 

　　反渗透膜分离技术作为当今世界水处理先进的技术，具有清洁、高效、无污染等优点，已在海水淡化、城市给水处理、纯水和超纯水制备、城市污水处理及利用、工业废水处理、放射性废水处理等方面得到广泛的应用。产水通量和脱盐率是反渗透过程中的关键参数,针对特定系统条件,水通量和脱盐率主要受压力、温度、回收率、进水含盐量、和PH值的影响。下文是反渗透膜法对城市污水处理技术进行探讨。 

　　反渗透膜分离技术基本理论：在压力差的推动下，容积扩散，水溶剂透过膜，把溶质、盐（悬浮物、大分子、离子）截流。 

　　反渗透原理：当对盐水一侧施加的压力超过水的渗透压时，可以利用半透膜装置从盐水中获取淡水。因此，反渗透过程必须具备两个条件：一是必须有一种高选择性和高渗透性（一般指透水性）的选择性半透膜，二是操作压力必须高于溶液的渗透压。 

　　反渗透膜的透过机理：氢键理论，这个理论是由里德等人提出的，并用醋酸纤维膜加以解释。这种理论是基于一些离子和分子能通过膜的氢键的结合而发生联系，从而通过这些联系发生线形排列型的扩散来进行传递。索里拉金等人提出了优先吸附－毛细孔流理论。他们以氯化钠水溶液为例，溶质是氯化钠，溶剂是水，膜的表面能选择性吸水，因此水被优先吸附在膜表面上，而对氯化钠排斥。朗斯代尔和赖利等人提出溶解扩散理论。该理论假定膜是无缺陷的“完整的膜”，溶剂和溶质透过膜的机理是由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的推动力下，从膜的一侧向另一侧进行扩散，直至透过膜。目前一般认为，溶解扩散理论较好的说明膜透过现象，当然氢键理论、优先吸附－毛细孔流理论也能够对反渗透膜的透过机理进行解释。 

　　反渗透膜及膜装置类型：一般来说，反渗透膜应具备单位面积上透水量大，脱盐率高；机械强度好，多孔支撑层的压实作用小；化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀；结构均匀，使用寿命长，性能衰降慢；制膜容易，价格便宜，原料充足等以上这些特性。 

　　反渗透的流程：第一，预处理，一般有物理处理、化学处理和光化学处理三种。第二，高压泵，提供膜生产所需产水流量及水质的压力。常用泵的类型是单级、高速离心泵；柱塞泵；多级离心泵。通常单级离心泵效率最低，柱塞泵效率最高。对于小系统采用高速离心泵，对于大系统采用多级离心泵为佳。第三，操作与维护，是成功的系统性能的关键。为了尽早的发现潜隐的问题，须收集系统性能数据并定期分析。若发生了问题，应该采用合宜的寻找故障的技术，并与膜制造商和/或系统设计者切磋商量合宜的消除问题的措施。对不能控制的结垢、污染或堵塞，则需经常清洗膜以保持膜的性能。在膜装置中，这些物质不可逆的积累将导致流体分布不均和产生浓差极化，这将造成膜通量与盐截留率的减退，有时会使膜材料发生降解。这些导致了昂贵的膜单元的更换。已开发出的用于恢复因结垢或污染造成的不良的膜性能的技术，若能及早的识别出膜需清洗，则这些技术是非常有效的。清晰剂可用以从膜装置中将微粒、胶体、生物和有机物移出。通常的做法是将清洗液按正向流动，低压下通过膜装置进行循环，直至污染物被去除。很少推荐进行反洗。第四，膜为系统的心脏，其性能可受与膜本身及其构型无关的一些因素的影响，例如预处理及系统的操作与维护，然而，需根据进料水的水质及最终用途仔细考虑选择膜材料及膜构型。第五，后处理，在RO透过液使用前，通常需要对其作些后处理。至少，需要脱气以去除为控制结垢对进料水酸化而产生的CO2和进行pH调节，以防止下游系统发生腐蚀。第六，最终用途，首先的考虑是产品水的具体用途，它决定了为满足用户需要的水质和水量。对饮用水，通常要求满足公共卫生标准或世界卫生组织标准。对超纯电子工业用水，水电阻率需达18MΩcm。然而产品的性能并不严格的要超过所需值，因为高于所需的产水量或产水水质将增加产品水的费用，产生明显的负面影响。 

　　通过反透膜技术对污水的处理，水资料也得到了更好的利用，科技的发展日新月异，其潜在应用领域将会不断扩大，这门新兴的反渗透科学将会在今后的科学技术发展中大显身手，发挥更大的作用。